Idées d’amélioration pour la simulation de trajectoire de fusée

Idées d’amélioration pour la simulation de trajectoire de fusée#

1. Ajout du mouvement 2D (ou 3D)#

Ajout de l’axe x (et éventuellement z) :

  • x(t) : déplacement horizontal.

  • z(t) : (optionnel) pour simulation spatiale.

  • Gestion de la vitesse horizontale et verticale.

  • Séparation du vecteur vitesse en composantes (vx, vy).

2. Variation de l’angle de poussée (guidage actif)#

Ajout de :

  • Angle d’orientation θ(t) en fonction du temps ou de l’altitude.

  • Programme de pitch : départ vertical puis inclinaison progressive.

Exemples :

  • Inclinaison après une certaine altitude.

  • Courbe d’inclinaison : θ(t) = θ₀ + k·t.

3. Modélisation du vent#

Ajout d’une force supplémentaire :

  • Vent = vitesse relative de l’air ≠ 0.

  • Vent variable selon l’altitude : wind_speed(y), wind_direction(y).

Exemple de fonction :

function getWindAtAltitude(y) {
    if (y < 500) return {speed: 5, direction: 90}; // Vent d'Est
    if (y < 1000) return {speed: 10, direction: 45}; // Vent Nord-Est
    return {speed: 20, direction: 0}; // Vent du Nord
}

4. Poussée variable (contrôle du moteur)#

  • Variation progressive de la poussée (throttle control).

  • Simulation de coupure moteur (shutdown).

5. Effets aérodynamiques supplémentaires#

  • Traînée dépendante de la vitesse : [ F_{drag} = \frac{1}{2} \rho v^2 C_d S ]

  • Variation de ( C_d ) selon le Mach.

  • Surface projetée ( S ) variable si orientation change.

6. Consommation de carburant (masse variable)#

  • Diminution de la masse au cours du temps : [ m(t) = m_0 - \dot{m} \times t ]

  • Impact direct sur l’accélération.

7. Effet de la rotation de la Terre (Coriolis)#

  • Déviation vers l’Est due à la rotation terrestre.

  • Peu critique sauf pour très grandes altitudes.

8. Simulation de la séparation des étages#

  • Perte de masse instantanée.

  • Allumage d’un nouveau moteur.

  • Modification de la poussée et de la traînée.

9. Température et pression atmosphérique variables#

  • Calcul amélioré de la pression dynamique : [ q = \frac{1}{2} \rho v^2 ]

  • Impact sur la stabilité et l’aérodynamisme.

Résumé rapide#

Amélioration

Complexité

Intérêt pour le réalisme

Mouvement 2D/3D (x,y)

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Variation d’angle (pitch program)

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Vent (variable en altitude)

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Poussée variable

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Masse variable

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Traînée Mach dépendante

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Rotation de la Terre (Coriolis)

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Séparation d’étage

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Température/pression détaillée

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Plan d’implémentation progressif#

Étape 1 : Mouvement 2D de base#

  • Ajouter l’axe x.

  • Décomposer la vitesse en vx et vy.

  • Ajouter les équations de mouvement pour x et y.

Mouvement 2D

Étape 2 : Angle de poussée variable#

  • Ajouter un angle de poussée θ(t).

  • Modifier les composantes de la poussée selon cet angle.

Étape 3 : Vent en fonction de l’altitude#

  • Créer une fonction getWindAtAltitude(y).

  • Ajouter les forces de vent dans les équations de mouvement.

Étape 4 : Masse variable#

  • Introduire une consommation de carburant régulière.

  • Mettre à jour la masse m(t) à chaque pas de temps.

Étape 5 : Poussée variable#

  • Ajouter une courbe de throttling du moteur.

  • Permettre la coupure moteur (shutdown automatique ou manuel).

Étape 6 : Effets aérodynamiques avancés#

  • Calculer la traînée en fonction de v².

  • Faire varier C_d si nécessaire.

Étape 7 : Séparation des étages#

  • Définir des événements de séparation (altitude ou masse critique).

  • Mettre à jour instantanément la masse et la poussée.

Étape 8 : Température et pression variables#

  • Affiner le modèle atmosphérique avec un modèle type ISA.

Étape 9 : Rotation de la Terre (facultatif)#

  • Ajouter l’effet Coriolis pour les grandes distances ou altitudes.

Remarques#

  • Chaque amélioration doit être testée indépendamment.

  • Prioriser les améliorations ayant le meilleur rapport effort / réalisme.

  • Utiliser un schéma clair pour tracer la trajectoire en 2D.

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